电子密码锁设计报告概要

千里之行，始于足下。第2页/共2页精品文档推荐电子密码锁设计报告概要课程设计讲明

书

课程名称：《单片机技术》设计

题目：基于51单片机的电子密码锁

院（部）：学生姓名：电子信息与电气工程学院

马亚林

学号：

专业班级：指导教师：12通信工程（专升本）

丁莹亮

2013年05月17日

设计题目

课程设计任务书

基于51单片机的电子密码锁

学生姓名

设计要求：

12通信工程（专升本）

设计以单片机AT89C51为核心的电子密码锁，包括电子密码锁完整的设计过程以及外围

的开锁电路和报警电路的设计。

电子密码锁要完成以下部分的设计：按键接口电路、电子密码锁的操纵电路、输出八段显示电路。

电子密码锁操纵电路能完成以下功能设计：数字按键的数字输入、存储和清除、功能按键的功能设计、密码的清除和复位、报警信号产生电路密码核对、解除电锁电路、输出八段显示电路完成以下电路设计：数据挑选电路、八段显示器扫描电路。

学生应完成的工作：

1.2.3.4.5.运用Proteus软件设计电路原理图；用Proteus软件举行仿真；

焊接电路板并调试实现其功能；完成实习报告；

我的任务是设计电路原理图并仿真。

参考文献阅读：

[1]杜尚丰.CAN总线测控技术及其应用.北京：电子工业出版社，2007.1

[2]杜树春.单片机C语言和汇编语言混合编程实例详解.北京：北京航空航天大学出版社，2006.6

工作打算：

2013.5.6熟悉课题并查阅相关资料，并且消化汲取资料内容；2013.5.7——2013.5.8

2013.5.9——2013.5.10依照设计题目确定硬件设计方案，并交与指导老师修改；

开始着手课题的软件设计，与指导老师举行沟通；2013.5.13申请领用元器件；

2013.5.14——2013.5.17举行实物制作，并撰写课程设计报告。

任务下达日期：2013年5月6日任务完成日期：2013年5月17日

指导教师（签名）：

学生（签名）：王立斌

王立斌

所在院部

基于51单片机的电子密码锁专业、年级、班

基于51单片机的电子密码锁的设计

摘要

随着科技和人们的日子水平的提高，怎么实现家庭防盗这一咨询题也变的尤其的突出，传统机械锁由于构造简单，被撬事件屡见别鲜；电子锁由于其保密性高，使用灵便性好，安全系数高，受到了广阔用户的青睐。本设计以单片机AT89C51作为密码锁监控装置的检测和操纵核心，分为主机操纵和从机执行机构（本设重点介绍主机设计），实现钥匙信息在主机上的初步认证注册、密码信息的加密、钥匙丢失报废等功能。依照51单片机之间的串行通信原理，这便于对密码信息的随机加密和爱护。而且采纳键盘输入的电子密码锁具有较高的优势。采纳数字信号编码和二次调制方式，别仅能够实现多路信息的操纵，提高信号传输的抗干扰性，减少错误动作，而且功率消耗低；反应速度快、传输效率高、工作稳定可靠等。软件设计采纳自上而

下的模块化设计思想，以使系统朝着分布式、小型化方向进展，增强系统的可扩展性和运行的稳定性。测试结果表明，本系统各项功能已达到本设计的所有要求。

关键词:单片机；密码锁；单片机设计，电子锁。

名目

1.设计背景(5)

1.1选题背景(5)

1.2课题意义(5)

2.设计方案(5)

1.方案实施(6)

3.1硬件系统(6)

3.1.1AT89C52简介及功能引足(7)

3.1.2晶振电路(7)

3.1.3共阳极数码管(8)

3.1.4复位电路(8)

3.1.5发光二极管(9)

3.2软件设计(10)

3.3仿真设计(12)

3.4系统制作(13)

3.结果与结论(13)

4.收获与致谢(13)

5.参考文献(14)

6.附件(15)

7.1元器件清单(15)

7.2密码锁程序(16)

7.3系统硬件电路图(19)

7.4系统实物照片(19)

1.设计背景

1.1选题背景

在传统钥匙的基础上，加了一组或多组密码，别同声音，别同磁场，别同

声波，别同光束光波，别同图像。（如指纹、眼底视网膜等）来操纵锁的

开启。从而大大提高了锁的安全性，使别法之徒无从下手，人们也就能

对自身财产安全有了更多的保障。当今安全信息系统应用越来越广泛，特殊在保

护机密、维护隐私和财产爱护方面起到重大作用，而基于电子密码锁的安全系

统是其中的组成部分，所以研究它具有重大的现实意义。

1.2课题意义

单片机操纵系统可以取代往常利用复杂电子线路或数字电路构成的操纵系

统，能够以软件操纵来实现，并可以实现智能化，如今单片机操纵范畴无所别

在，例如通信产品、家用电器、智能仪器仪表、过程操纵和专用操纵装置等等，

单片机的应用领域越来越广泛。为了紧跟时代步伐，系特此安排此次实习，以

提高对单片机的认识及对其更深一步的明白与掌握。

2.设计方案

2.1原理设计

密码锁工作时分为两种工作状态，分不是正常状态和锁定状态。锁定状态时，

输出锁定信号，供外部执行机构使用，实现上锁功能；正常状态时，锁定信号

消逝，供外部执行机构使用，实现开锁功能以AT89C52咨询为中心，在引足

XTAL1和XTAL2输入由晶振电路产生的固定脉冲，并且设置复位电路。4个数字

键经过P0口的低1位P0.0-P0.3连接，P0.0表示0数字键、P0.1表示1数字键、P0.2表示2数字键、P0.3表示3数字键。按键按下为低电平，断开为高电平。

数码管与P3口的七个引足相连，稳压电路经过7805、桥堆2W10和适当电容实现。软件部分能够编程驱动电路及延时程序，完成相应要求，可用PROTUES软件举行仿真，验证程序是否正确。

第二种方案是在P.0-P0.6口与数码管之间连接驱动芯片74LS247，程序可别必

编入驱动程序。

以上两种方案都能够完成密码锁设计要求，别同之处是前者方便简易，易于实现，且可提高编程能力，而第二种也可实现，在思考节省方面，是白费了驱动芯片，且即使有驱动芯片，也要思考芯片驱动电压和驱动电路正确与否，相对而言，别如前者。

2.2软件设计

依照要求和设计方案在PROTUES软件中画出相应电路，用汇编语言汇编应

用程序，之后把程序导入单片机中举行验证，成功后制作PCB板

3.方案实施

3.1硬件系统

3.1.1AT89C52简介及功能引足

AT89C52是51系列单片机的一具型号，它是ATMEL公司生产的。它是一具低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器，器件采纳ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统操纵应用场合。

AT89C52有40个引足，32个外部双向输入/输出端口，并且内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写端口，AT89C52能够按照常规办法举行编程,但别能够在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特殊是可反复擦写的Flash存储器可有效地落低开辟成本。AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以习惯别同产品的需求。AT89C52为40足双列直插封装的8位通用微处理器，采纳工业标准的C51内核，在内部功能及管足排布上与通用的8xc52相同，其要紧用于会聚调整时的功能操纵。功能包括对会聚主IC内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整操纵，会聚测试图操纵，红外遥控信号IR

的接收解码及与主板CPU通信等。要紧管足有：XTAL1和XTAL2为振荡器输入

输出端口，外接12MHz晶振。RST/VPP为复位输入端口，外接电阻电容组成的

复位电路。VCC和VSS为供电端口，分不接+5V电源的正负端。P0~P3为可编程通用I/O足，其功能用途由软件定义，在本设计中，P0端口被定义为N1功能操纵端口，分不与N1的相应功能管足相连接，13足定义为IR输入端，10足和11足定义为I2C总线操纵端口，分不连接N1的SDAS和SCLS端口，12足、27足及28足定义为握手信号功能端口，连接主板CPU的相应功能端，用于当前制式的检测及会聚调整状态进入的操纵功能。其引足图见图1。

图1AT89C52

3.1.2晶振电路

MC-51内部有一具用于构成振荡器的高增益反相放大器，输入端为引足XTAL1,输出端为引足XTAL2。这两个引足跨接石英晶体振荡器和微调电容，就构成一具自激振荡器，如图2。电路中C1和C2典型值通常选为30pF左右，对外接电容没有严格要求，但电容的大小会妨碍振荡器频率的高低、振荡器的稳定性和起振的快速性。振荡器的频率范围在1.2MHz-12MHz之间。

X1

CRYSTAL

C1

20p

C2

20p

图2

3.1.3共阳极数码管

共阳极数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。共阳极数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平常，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平常，相应字段就别亮。其原理图如图2：

图3共阳极数码管

3.1.4复位电路

电阻给电容充电，电容的电压缓慢上升直到VCC，没到VCC时芯片复位足近似为低电平，于是芯片复位，接近ＶＣＣ时芯片复位足近似为高电平，于是芯片停止复位，复位完成。

先看看单片机数据手册，得知复位时刻最少是多少个周期，再计算当前时钟频率一具周期是多少时刻，再乘以复位所需周期数就懂当前时钟频率所需复位

DS1

DS2

DS3

DS4

DS5DS6

DS7

DS8

1KR3

VCC

时刻，用RC充电公式计算所需电阻电容值即可。注意单片机数据手册复位足的高低电平电压值，RC充电时刻要计算复位足的高低电平区间电压，

复位电路的基本功能是：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号。为可靠起见，电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号，以防电源开关或电源插头分-合过程中引起的颤动而妨碍C2复位。图3所示的RC复

位电路可实现上述基本功能。

RST

20p

C3

20u

R9

1K

R8

1K

图4复位电路

3.1.5发光二极管

发光二极管简称为LED。由镓与砷、磷的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而能够用来制成发光二极管，在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。

它是半导体二极管的一种，能够把电能转化成光能；常简写为LED。发光二极管与一般二极管一样是由一具PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结分不与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。别同的半导体中电子和空穴所处的能量状态别同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少别同，释